钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和耐蚀性很好。但是，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。尤其一点，耐磨性差，生产工艺复杂。所以，钛合金常采用的表面处理加工方式为表面化学镀镍，通过镀上一层镍，来提高其表面硬度，增加耐磨性。但由于钛合金性质不活泼，传统钛合金化学镀镍溶液沉积率为（1.5-2）um/h，沉积速度慢，影响生产节奏。采用新配方溶液进行化学镀镍，沉积速率可到12um/h，且镍层外观、结合力、硬度均符合航标要求。
1 试验机理及过程
1.1 化学镀镍机理
化学镀技术是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。与电镀相比，化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备 、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。而钛合金化学镀镍在催化剂的催化作用下，溶液中的次磷酸根在催化表面催化脱氢，形成活性氢化物，并被氧化成亚磷酸根，活性氢化物与溶液中的镍离子进行还原反应而沉积镍。
1.2钛合金化学镀镍工艺流程
化学除油→热水洗→冷水洗→真空退火→吹砂→化学除油→热水洗→冷水洗→电化学除油→热水洗→冷水洗→浸蚀→冷水洗→预镀镍→冷水洗→化学镀镍→冷水洗→去离子水洗→干燥处理→真空除氢→检验
1.3钛合金化学镀镍层厚度检验方法
航标中的要求为选用专用量具测量镀前、镀后零件同一位置，以判断镀层厚度是否合格。故试验选用精度为2µm的指示千分尺（表）测量。测量时应在同一位置上，并尽可能的选择零件尺寸精度较高和粗糙度值较低的部位。
1.4实验材料
ZTC4钛合金试片，50mm×100 mm×4 mm，精度为2µm的指示千分尺
2 试验结果和分析
2.1溶液配方对沉积率的影响
选用传统钛合金化学镀镍配方1：硫酸镍（NiSO4.7H2O）（25～40）g/L，次亚磷酸钠（NaH2PO2.H2O ）（15～20）g/L，DL-苹果酸（1～10）g/L，乙酸钠（CH3COONa）（4～15）g/L，PH 4～5.5，温度（80～95）℃。进行钛合金化学镀镍1小时后进行厚度测量。
选用传统钛合金化学镀镍配方2：氯化镍（NiCl2.6H2O）（25～40）g/L，次亚磷酸钠（NaH2PO2.H2O ）（15～20）g/L，醋酸钠(CH3COONa)（8～12）g/L，PH 4～5，温度（85～95）℃。进行钛合金化学镀镍1小时后进行厚度测量。
选用新型钛合金化学镀镍配方3：1151MUA（53±2）mL/L，1151B（106±6）mL/L，PH 4～5.5，温度（80～90）℃。进行钛合金化学镀镍1小时后进行厚度测量。
不同配方对镍层沉积率的影响结果见表1。
表1 不同配方对镍层沉积率的影响
由三组实验结果可以得到，由于钛合金本身性质懒惰，稳定性强，传统配方钛合金表面的镍层沉积速度慢，获得合格镍层所需的时间极长，并不适合于工业化的生产。而新型钛合金化学镀镍配方，其镍离子浓度高，形成活性氢化物浓度高，可使得镍离子的沉积速率大幅提高，且由于是中磷配方，所获得的的镍层结合力更强，更适合于工业化的生产。
2.2 不同PH对钛合金化学镀镍沉积率的影响
由第一部分实验可知，采用新型钛合金化学镀镍配方3，能够获得较快的沉积速率。故此部位PH值的影响选用新型钛合金化学镀镍配方3，再分别选用不同的PH进行钛合金化学镀镍，1小时后进行厚度测量。
不同PH对钛合金化学镀镍层沉积率的影响结果见表2。
表2不同PH对镍层沉积率的影响
由以上三组实验可知，钛合金化学镀镍溶液对PH值较为敏感，其主要体现在，在较低的PH值下，溶液体系更加稳定，反应更加迅速。而PH值在接近上限时，不仅反应速率大幅下降，且溶液往往在半个小时内就发生自分解，导致钛合金化学镀镍反应中断。
3结论
结合试验结果及实际生产可知，钛合金化学镀镍反应普遍困难，沉积速率低下。为保证工业化的高速生产，应采用新型钛合金化学镀镍配方，且在低PH范围内，可以获得最大沉积速率，沉积速率约为12μm/h，且溶液稳定不易分解。
参考文献：
[1] 张胜涛．电镀工程[M]．北京：化学工业出版社，2002：151-165．
[2] 沈品华．现代电镀手册（下册）[M]．北京：机械工业出版社，2011：2-76．
